第20章增稠剂（Thickening agents）20.1 概述20.1.1 食品增稠剂的定义食品增稠剂通常指能溶解于水中，并在一定条件下充分水化形成黏稠、滑腻溶液的大分子物质，又称食品胶。

它是在食品工业中有广泛用途的一类重要的食品添加剂，被用于充当胶凝剂，增稠剂，乳化剂，成膜剂，泡沫稳定剂，润滑剂等。

增稠剂在食品中添加量通常为千分之几，但却能有效地改善食品的品质和性能。

其化学成分除明胶、酪朊酸钠等为蛋白质外，其它大多是天然多糖及其衍生物，广泛分布于自然界。

20.1.2食品增稠剂的分类迄今世界上用于食品工业的食品增稠剂已有40余种，根据其来源，可分为五大类。

（1）由海藻制取的增稠剂海藻胶是从海藻中提取的一类食品胶，.地球上各海域水温变化及盐含量不同。

海洋中藻品种多达15000多种，分为红藻、褐藻、蓝藻和绿藻四大类。

重要的商品海藻胶主要来自褐藻。

不同的海藻品种所含的亲水胶体其结构，成分各不相同，功能、性质及用途也不尽相同。

（2）由植物种子、植物溶出液制取的增稠剂由植物及其种子制取的增稠剂，在许多情况下，其中的水溶性多糖类似于植物受到刺激后的渗出液。

它们是经过精细的专门技术而制得的，包括选择、种植和布局。

种子收集和处理都具有一套科学方法。

正如动植物渗出液一样，这样增稠剂都是多糖酸的盐。

其分子结构复杂，常用的这类增稠剂有瓜尔胶、卡拉胶、海藻胶等。

（3）由微生物代谢生成的增稠剂真菌或细菌与淀粉类物质作用产生的另一类用途广泛的食品增稠剂，如黄原胶等，这是将淀粉全部分解成单糖，紧接着这些单糖又发生缩聚反应再缩合成新的分子。

这种新分子的大分子链具有以下的特点：每一个葡萄糖残基除了四个碳原子仍保留原有的结构之外，部分或全部地发生羧基部位的部分氧化，大分子或链的交联，羟基上的氧原子被新的化学基取代等反应。

由不同植物表皮损伤的渗出液制得的增稠剂的功能是人工合成产品所达不到的，其成分是一种由葡萄糖和其他单糖缩合的多糖衍生物，在它们的多羟基分子中，穿插一定数量对其性质有一定影响的氧化基团，这些氧化基团，在许多情况下，羟基占很大的比例。

这些羟基常以钙、镁或钾盐的形式存在，而不以自由羟基的形式存在。

阿拉伯胶、黄原胶均属于此类增稠剂。

（4）由动物性原料制取的增稠剂这类增稠剂是从动物的皮、骨、筋、乳等提取的。

其主要成分是蛋白质。

品种有明胶、酪蛋白等。

（5）以纤维素、淀粉等天然物质制成的糖类衍生物这类增稠剂按其加工工艺可以分为两类：以纤维素、淀粉等为原料，在酸、碱、盐等化学原料作用下经过水解、缩合、化学修饰等工艺制得。

其代表的品种有羧甲基纤维素钠、变性淀粉、藻酸丙二醇酯等。

20.2 海藻胶由于海藻胶在增稠性、稳定性、胶凝性、保形性、薄膜成形性等方面具有显著的优点，加上其独特的保健功能，使之在食品工业中得到了广泛的应用，成为产销量最大的增稠剂之一。

本节重点介绍海藻酸及其盐、琼脂、卡拉胶的组成结构、理化性质及其在食品工业中的应用。

20.2.1海藻酸钠(Sodium Algimate )别名：褐藻酸钠、藻胶。

化学结构：海藻酸和海藻酸盐是直链糖醛酸聚糖。

由两种分子组成即：O*O*（1）性状白色至浅黄色纤维状或颗粒状粉末，几乎无臭、无味，溶于水形成粘稠糊状肢体溶液。

不溶于乙醚、乙醇或氯仿等。

其溶液呈中性。

与金属盐结合凝固。

（2）性能海藻酸钠与钙离子形成的凝胶，具有耐冻结性和干燥后可吸水膨胀复原等特性。

海藻酸钠的黏度影响所形成凝胶的脆性，黏度越高，凝胶越脆。

增加钙离子和海藻酸钠的浓度而得到的凝胶，强度增大。

胶凝形成过程中可通过调节pH值，选择适宜的钙盐和加入磷酸盐缓冲剂或螯合剂来控制。

也可以通过逐渐释出多价阳离子或氢离子，或两者同时来控制。

通过调节海藻酸钠与酸的比例，来调节凝胶的刚性。

通过控制钙盐的溶解度，可调节凝胶的品种和刚性，使用易溶性的氯化钙，迅速制成凝胶；而使用磷酸二氢钙时，温度升到93～107℃方能释出钙，可延迟胶凝化时间。

钙离子加入量达2.3%时，得到稠厚的凝胶；加入量低于1%时，为流动状体。

当pH值接近蛋白质等电点时，蛋白质和海藻酸钠形成可溶性络合物，黏度增大，可抑制蛋白质沉淀；当pH 值进一步下降，络合物则发生沉淀。

（3）毒性LD50大鼠静脉注射l00mg/kg体重。

GRA5 FDA-2lCFR173，310，184，1724。

ADI无需规定(FAO/WHO1994)。

（4）制法从海带或马尾藻中提取。

（5）应用用作乳化剂、成膜剂、增稠剂。

在酸性溶液中作用弱，一般不宜在酸性较大的水果汁和食品中应用。

我国《食品卫生添加使用标准》(GB2760－1996)规定：可按生产需要适量用于各类食品。

美国FDA(1989)规定：用途及限量为：调味品和佐料(除用于填充油橄榄的香料之外)，1%；糖果、蜜饯和糕点糖霜，6.0%；明胶和布丁，4.0%；罐头，10.0%；加工水果和水果汁，2.0%；其他食品，根据实际工艺需要不超过1.0%。

日本规定：用于冰淇淋以改善保形性及使组织细腻，其用量为0.1%～0.4%；制造馅类可赋予粘结件，使吸附于稳定剂的水分难以形成冰晶，其用量为0.1%～0.7%。

此外可制成薄膜用于糖果防粘包装。

实际应用如下表：别名：褐藻酸钾 其化学结构如下：**（1）性状 白色至微黄色纤维状或颗粒状粉末，几乎无臭、无味，溶于水，不溶于乙醇，氯仿和乙醚。

水溶液呈中性。

（2）性能 参照海藻酸钠。

（3）毒性 GRAS FDA-21CFR 184， 1610； ADI 无需规定 (FAO/WHO ，1994)。

（4）制法 海藻用碱处理，加入硫酸得海藻酸，再加入碳酸钾或氢氧化钾制成。

（5）应用 增稠剂、稳定剂、乳化剂。

使用注意事项：在酸味较大的水果汁和酸性食品中应用效果差，不宜使用。

使用范围及使用量 ：我国《食品添加剂 使用卫生标准》(GB 2760—1996)规定：可按生产需要适量用于各类食品。

FAO/WHO(1984)规定：用量及限量为，用于酸黄瓜罐头500mg/kg(单用或其它助溶剂合用)；胡萝卜罐头，10mg/kg(单用或与其它增稠剂合用)；即食汤、羹，3000mg/kg(单用或与海藻酸钠合用)；鲭鱼、沙丁鱼及其制品等罐头，20g/kg(仅以罐头汤汁计，单用或与其它增稠剂或胶凝剂合用)；青刀豆和黄荚刀豆，矩玉米，蘑菇，芦笋，青豌豆等罐头，10g/kg(单用或与其它增稠剂合用，产品中含奶油或其它油脂)；酪农干酪(与稀奶油混合物)，5g/kg(单用与其它稳定剂和载体合用)；乳脂干酪，5g/kg(单用或稀奶油，5g/kg(单用或与其它增稠或改性剂合用，仅用于巴氏杀菌奶油或用于超高温杀菌掼打稀奶油及消毒稀奶油)；发酵后经加热处理的增香酸奶其制品，5000mg/kg(单用或与其它稳定剂合用)；冷饮，10g/kg(按最终产品计，单用或与其它乳化剂，稳定剂及增稠剂合用)。

美国FDA(1989)规定：用途及用量为，用于糖果和糕点糖霜，1%；布丁，0.7%；加工的水果和水果汁，0.25%；其它食品按工艺要求使用不超过0.01%。

20.2.3琼脂(Agar)别名：琼胶、洋菜、冻粉。

化学结构：琼脂是复杂的水溶性多糖，由琼脂糖和琼脂胶组成。

琼脂糖是两个半乳糖组成的双糖。

琼脂胶与琼脂糖结构类似，不同之处是可被硫酸酯化。

（1）性状 琼脂为无色透明或类白色至淡黄色半透明细长薄片，或为鳞片状无色或淡黄色粉末，无臭，味淡，口感粘滑，不溶于冷水，溶于沸水。

含水时柔软而带韧性，不易折断；干燥后发脆，而易碎。

在冷水中浸泡，缓缓吸水膨润软化，吸水率可达20倍。

在沸水中极易分散成溶胶，溶胶呈中性反应。

食后不被酶分解，几乎无营养价值。

0.5%低浓度的溶胶，冷却后也能形成坚实的凝胶。

1%的琼脂溶胶在42℃固化，其凝胶即使在94℃也不融化，有很强的弹性。

琼脂溶胶的凝固温度很高，一般在35℃即可变为凝胶。

琼脂的品质以凝胶能力衡量：优质琼脂，0.1%的溶液即可胶凝；一般品质的，胶凝浓度应低于0.4%；较差的，浓度在0.6%以上才能胶凝。

琼脂的主要组成和性质如下：可溶性无氮物73.5%，粗蛋白质2.5%，粗脂肪0.5%，灰分3.5%，水分20.0%，凝胶溶点82～100℃，凝固点28～40℃，胶凝浓度0.1%～0.6%，吸水率9～20倍，色泽透明无色。

（2）性能琼脂凝胶质硬，用于食品加工可使制品具有明确形状，但其组织粗糙，表皮易缩起皱，质地发脆。

当与卡拉胶复配使用时，可克服这些缺陷，得到柔软、有弹性的制品。

琼脂与糊精、蔗糖复配使用时，凝胶的强度升高，而与海藻酸钠、淀粉复配使用，凝胶强度则下降；与明胶复配使用，可轻度降低其凝胶的破裂强度。

琼脂耐热，但长时间，特别是在酸性条件下长时间加热，可失去胶凝能力。

琼脂的耐酸性高于明胶和淀粉、低于果胶和海藻酸丙二醇酯。

（3）毒性FAO/WHO(1985)规定，ADI不作限制性规定。

美国食品和药物管理局将琼脂列为一般公认安全物质。

（4）来源和制法琼脂是石花菜、江篱等红藻类的细胞壁的一种粘性组成物。

制造条状琼脂要在0.1MPa(表压)、PH值3.5～4.5条件下加热水解，水解液经过滤净化后在15～20℃下冷却凝固，凝胶切条后在0～10℃下晾干即成。

制造粉状琼脂时，在凝胶切条后于—13℃下冻结，分离，溶解，用水调成6%～7%浓度的溶胶，然后在85℃下喷雾干燥即得。

（5）应用琼脂在我国食用较早，主要作凉拌菜用。

在食品工业中作为增稠剂，用于糖果生产中主要制造琼脂软糖，用量一般为1.5%.使用时先加水浸泡，以加速其溶解，浸泡时间约为10小时生产软糖时生产量为琼脂的20倍左右。

在果酱生产中，使用琼脂可增加果酱的黏度。

在冰淇淋生产中，使用琼脂可改善冰淇淋的组织状态，提高冰淇淋的黏度和膨胀率，防止冰晶析出，使制品组织细腻轻滑，使用量为0.3%左右。

在制作以小豆馅为主的甜食，如羊羹等中添加琼脂。

由于琼脂凝胶的粘着性、弹性、持水性和保型性，对形成制品的感官质量和理化质量起重要作用。

添加量一般为小豆馅的1%左右。

在制作果冻时，添加0.3%～1.8%的琼脂，可使制品坚脆。

按FAO/WHO(1984)规定：制作干酪时，琼脂添加量为0.8%(单用或与其他增稠剂合用量)；沙丁鱼及其制品、琼脂用量为2%(仅在灌装汤汁中，单用或与其他增稠剂或胶凝剂合用量)，稀奶油，琼脂添加量为0.5%(单用或与其他增稠剂和改性剂合用量，仅用于巴氏杀菌掼奶油或掼打用0.5%(单用或与其他稳定剂合用量)；冷饮，琼脂使用量为1%(以最终制品计，单用或与其他乳化剂、稳定剂和增稠剂合用量)；在熟羊火腿、熟猪前腿肉、即食肉汤、羹等，琼脂用量视正常生产需要而定。

蔗糖对琼脂凝胶性能的影响：保持琼脂1.5%的浓度不变，添加不同浓度的蔗糖。

蔗糖的加入有时明显提高琼脂的G·S(凝胶强度，Pa)的作用，少量添加(少于1.5%)时，使琼脂的G·S 值稍许下降，在1.5%～16.0%浓度范围内，其G·S迅速增大，并达到最大值，比对照提高37%，随后，随蔗糖浓度的增加，琼脂的G·S 逐渐下降，在实验范围内，黏弹性基本无变化，透明度有增加趋势。